2022年心电图机基础知识.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 优秀资料心电图机基础学问心脏是人体血液循环的动力装置；正是由于心脏自动不断地进行有节奏的收缩和舒张活动,才使得血液在封闭的循环系统中不停地流淌,使生命得以维护；心脏在搏动前后,心肌发生兴奋；在兴奋过程中,会产生柔弱的生物电流；这样,心脏的每一个心动周期均相伴着生物电变化；这种生物电变化可传达到身体表面的各个部位；由于身体各部分组织不同,距心脏的距离不同,心电信号在身体不同的部位所表现出的电位也不同；对正常心脏来说,这种生物电变化的方向、频率、强度是有规律的；如通过电极将体表不同部位的电信号检测出来,再用放大器加以放大,并用记录器描登记

2、来,就可得到心电图形；医生依据所记录的心电图波形的外形、波幅大小以及各波之间的相对时间关系,再与正常心电图相比较,便能诊断出心脏疾病；诸如心电节律不齐、心肌梗塞、期前收缩、高血压、心脏异位搏动等；心电图机就是用来记录心脏活动时所产生的生理电信号的仪器；由于心电图机诊断技术成熟、牢靠,操作简便,价格价格适中,对病人无损耗等优点,已成为各级医院中最普及的医用电子仪器之一；一、心电图机的分类心电图机有不同的分类方法；如：（一）按机器功能分类心电图机依据机器的功能可分为图形描记一般式心电图机（模拟式心电图机）和图形描记与分析诊断功能心电图机（数字式智能化心电图机）；（二）按记录器的分类记录器是心电图机

3、的描记元件；对模拟式心电图机来说,早期使用的记录器多为盘状弹簧为回零力矩的动圈式记录器,九十岁月之后多用位置反馈记录器；对数字式心电图机来说,记录器为热敏式或点阵式打印机；1、动圈式记录器：动圈式记录器的结构原理是由磁钢组成的固定磁路和可转动的线圈；心电图机功率放大器的输出信号加到记录器的线圈上,线圈上固定有记录笔；在有心电信号输出时,功率放大器向线圈输出电流,线圈转动； 当线圈的偏转角度与盘状弹簧的回零力矩相同时,停上偏转；这样,线圈带动的记录笔便在记录纸上描记出心电图波形；2、位置反馈记录器：位置反馈记录器是一种不用机械回零弹簧的记录器,特别的电子电路可起到回零弹簧的作用；机器断电时,位置

4、反馈记录器的记录笔可任意拨动；3、点阵热敏式记录器：热敏式记录器是利用加热烧结在陶瓷基片上的半导体加热点,在遇热显色的热敏纸上烫出图形及字符的；（三）按供电方式分类按供电方式来分,可分为直流式、沟通式和交、直两用式心电图机；其中,交、直两用式居多；直流供电式多使用充电电池进行供电；沟通供电式是采纳沟通 变为直流,再经高稳固的稳压电路稳固后,供应心电图机工作；（四）按一次可记录的信号导数来分-直流转换电路,先将沟通按一次可记录的信号导数来分,心电图分为单导及多导式（如三导、六导、十二导）；单导心电图机的心电信号放大通道只有一路,各导联的心电波形要逐个描记；即它不能反映同一时刻各导心电的变化；多导

5、心电图机的放大通道有多路,如六导心电图机就有六路放大器,可反映某一时刻六个导联的心电信号同时变化情形；本节以目前广泛应用的单导模拟机为主,但对多导及数字型心电图机也作了介绍；二、工作原理（一）心电图名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编优秀资料它可以反映出心脏兴奋的产生、传心电图是从体表记录的心脏电位随时间而变化的曲线；导和复原过程中的生物电位变化；在心电图记录纸上,横轴代表时间； 当标准走纸速度为 25mm/s时,每 1mm 代表 0.04s ；纵轴代表波形幅度,当标准灵敏度为 10mm/mV 时,每 1mm

6、 代表 0.1mV ；1、心电图的典型波形心电图典型波形如图 1-1-1 所示；以下所述的心电图各波形的参数值,是在心电图机处于标准记录条件下,即：走纸速度为 25mm/s 、灵敏度为10mm/mV时记录得出的值；P 波：由心房的兴奋所产生；前一半主要由右心房所产生,后一半主要由左心房所产生；正常 P 波的宽度不超过 0.11s ,最高幅度不超过 2.5mm ；QRS 波群：反映左、右心室的电兴奋过程,称 QRS 波群的宽度为 QRS 时限,代表全部心室肌兴奋过程所需要的时间；正常人最高不超过 0.10s ；T 波：代表心室兴奋后复原时所产生的电位；在 R 波为主的心电图上, T 波不应低于

7、R 波 1/10 ；U 波：位于 T 波之后, 可能是反映心肌兴奋后电位与时间的变化；2、心电图的典型间期和典型段人们对它的熟悉仍在探讨之中； P-R 间期：是从P 波起点到QRS 波群起点的相隔时间；它代表从心房兴奋开头到心室开头兴奋的时间；这一期间随着年龄的增长而有加长的趋势；QRS 间期：从Q 波开头至S 波终了的时间间隔；它代表两侧心室肌（包括心室间隔肌）的电兴奋过程；名师归纳总结 S-T 段：从 QRS 波群的终点到T 波起点的一段；正常人的S-T 段是接近基线的,与基线间第 2 页,共 11 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 的距离一般不

8、超过0.05mm ；名师精编优秀资料 P-R 段：从 P 波后半部分起始端至QRS 波群起点； 同样, 正常人的这一段也是接近基线的； Q-T 间期：从 QRS 波群开头到 T 波终结相隔的时间；它代表心室肌除极和复极的全过程；正常情形下,Q-T 间期的时间不大于 0.04s ；3、正常人的心电图典型值 P 波： 0.2mV ；Q 波： 0.1mV ；R 波： 0.5 1.5mV ；S 波： 0.2mV ；T 波： 0.1 0.5mV ； P-R 间期： 0.1 20.2S ；QRS 间期： 0.06 0.1s ；S-T 段：0.12 0.16s ；P-R 段：0.04 0.8s ；（二）电极

9、与导联1、 电极电极是来摄取人体内各种生物电现象的金属导体,也称作导引电极；它的阻抗,极化特性、稳固性等对测量的精确度影响很大；作心电图时选用的电极是表皮电极；表皮电极的种类许多,有金属平板电极,吸附电极,圆盘电极,悬浮电极,软电极和干电极；按其材料又分为有铜合金镀银电极,镍银合金电极、锌银铜合金电极,不锈钢电极和银-氯化银电极等；1 金属平板电极金属平板电极是测量心电图经常用的一种肢体电极,它是一块镍银合金或铜质镀银制成的凹形金属板,这种电极虽然比较简洁,但其抗腐蚀性能、抗干扰和抗噪声才能较差,在微电流通过时简洁产生极化,而且电位不稳固和电位随时间漂移严峻,信号失真也较大缺点；日前已较少使用

10、；用于四肢的肢电极外形呈长方形,长度 ab 为 4cm 、宽度 cd 为 3cm ,它的一边有管形插口,用来插入导联线插头,如图 1-1-2 所示；常用的肢体平板电极的外形如图 1-1-3 所示；平板部分长度为 32cm ,宽度为 28cm ,平板两边做成一边高、一边低的凹槽,其槽宽度正好为电极夹子的宽度,在高的一边的上端有一管形插口,用来插入导联线插头；它是由银粉和氯化银压制而成的；肢体电极的固定方法,通常采纳的是橡皮扣带、尼龙丝扣带和电极夹子三种,如图 1-1-4 ；名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编

11、优秀资料2 吸附电极吸附电极是用镀银金属或镍银合制而成,呈圆筒形,其背部有一个通气孔,与橡皮吸球相通,它是测量心电时作为胸部电极的一种常用电极,如图 1-1-5 所示；该电极不用扣带而靠吸力将电极吸附在皮肤上,易于从胸廓上一个部位换到另一部位；使用时挤压橡皮球,排出球内空气,将电极放在所需部位,然后放松橡皮球,由于球内减压,使电极吸附在皮肤上；但这种电极,由于只有圆筒底部的面积与皮肤接触即接触面积小,从而使得它的阻抗和对皮肤的压力很大 监护之用；3 圆盘电极即刺激大 ,因此,不适用于输入阻抗低的放大器和不宜作长时间圆盘电极多数采纳银质材料,其背面有一根导线,如图 1-1-6 所示；有的电极为了

12、减轻基线漂移及移位伪差在其凹面处镀上一层氯化银；新镀上氯化银；4 悬浮电极值得留意的是, 该电极在使用一段时间后必需重悬浮电极分为永久性和一次性使用的二种；其中永久性悬浮电极又叫作帽式电极,其结 构是把镀氯化银或烧结的 Ag-AgCl 电极安装在凹槽内,它与皮肤表面有一间隙；如图 1-1-7 所示,使用时,应在凹槽内涂满导电膏,用中空的双面胶布把电极贴在皮肤上；由于导电膏的性质松软, 它粘附着皮肤, 也粘附着电极, 当肌肉运动时,起到接触稳固的作用；电极导电膏和皮肤接触处不易发生变化,一次性悬浮电极也叫作钮扣式电极,其结构是将氯化银电极固定在泡沫垫上,底部也吸附名师归纳总结 着一个涂有导电膏的

13、泡沫塑料圆盘,如图1-1-8b 所示；第 4 页,共 11 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 优秀资料使用前,圆盘四周粘有一层爱护纸,封装在金属箔制成的箱袋内,用时取出,剥去爱护纸,即可使用,如图 1-1-8a 、b 所示；由于泡沫塑料与人体皮肤贴附紧密,一般不会引起接触不良而产生干扰；但这种电极只能使用一次；5 软电极为了克服由于各种硬质电极与皮肤贴附不紧密而当人体有所活动时,电极与体表之问的接触可能会转变原先的状态而引起意外的移位伪差,而生产出了软电极；一种常见的软电极是贴在胶布上的银丝网电极,膏后贴在所需的人体部位即可；如图 1-1-

14、9a ；使用时, 只需把银丝网涂上导电另一种软电极是在 13 m 厚的,聚脂薄膜 Mylar 上镀一层 1 m厚的氯化银膜而制成的；整个电极的厚度仅为 15 m,质地非常松软,如图 1-1-9b 所示；它适用于检测、监护早产儿心脏变化功能； 6 干电极干电极是利用固态技术,将放大器与电极组装在一起所示；使用时不必涂上导电膏而波形又不失真,但必需要一个输入阻抗很高 Zsr109 的前置放大器相匹配；除上述六种电极外,仍有体内电极和胎儿电极等等；为了精确、便利地记录心电信号,要求心电电极 响应时间快,易于达到平稳； 用传感器 用必需具有以下功能：阻抗低,信号衰减小,制造电极材料的电阻率低；电位小而

15、稳固,重现性好,漂移小,不易对生物电信号产生干扰,没有噪声和非线性,交换电流密度大,极化电压值小；机械性能良好,不易擦伤和磨损,使用寿命长,见光时不易分解老化,光电效应小；电极和电解液对人体无害；依据以上要求,目前国内外供临床广泛使用的电极为银 制而成的, 是一种较为抱负的体表心电信号检测电极；-氯化银电极；它是用银粉和氯化银粉压 使用时, 电极片和皮肤之间布满导电膏或盐水棉花, 形成一薄层电解质来传递心电信号,从而有效地保证了由于电极片与皮肤直接接触良好,也有利用极化电压的减小；2、导联将两个电极置于人体表面上不同的两点,通过导线与心电图机相连,就可以描出一种心电图波形； 描记心电图时的电极

16、安放位置及导线与放大器的联接方式称为心电图导联；对单导心电图机来说, 心电图是通过多个导联而得出的体表电位差的不同时间的记录；临床诊断上, 为便于统一和比较,对常用的导联做出了严格的规定；名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 优秀资料现在广泛应用的是标准十二导联,分别记为 I 、 aVR、aVL、aVF、V1V6；I 、为双极导联,aVR、aVL、aVF 为单极肢体加压导联,V1V6 为单极胸导联；猎取两个测试点的电位差时,用双极导联；猎取某一点相对于参考点的电位时,用单极导联；（1 ）标准双极导联I 、为标

17、准双极肢体导联,简称标准导联；它是以两肢体间的电位差为所猎取的体表心电；其导联组合方式如图 1-1-10 所示；电极安放位置以及与放大器的连接为：I 导联：左上肢（L）接放大器正输入端,右上肢（R）接放大器负输人端；导联：左下肢（F）接放大器正输入端,右上肢（R）接放大器负输入端；导联：左下肢（F）接放大器正输入端,左上肢（L）接放大器负输人端；使用标准导联时,右下肢（RF）应直接接浮；有些机型接右脚电极驱动器的输出端,间接接地；#3发表于2007-8-22 15:09 资料文集短消息Re: 心电图机基础学问名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 11 页精选学习资料 - -

18、- - - - - - - 名师精编优秀资料得到的波形向上；反之, 波形向当输入到放大器正输入端的电位比输入到负输入端的电位高时,下；（2 ）单极胸导联和单极肢体导联探测心脏某一局部区域电位变化时,用一个电极安放在靠近心脏的胸壁上（称为探查电极） ,另一个电极放置在远离心脏的肢体上（称为参考电极）,探查电极所在部位电位的变化即为心脏局部电位的变化；使参考电极在测量中始终保持为零电位,称这种导联为单极性导联；威尔逊最早将单极性导联的方法引入到了心电检测技术；在试验中发觉,当人的皮肤涂上导电膏后,右上肢、左上肢和左下肢之间的平均电阻分别为 1.5k 、2k 、2.5k ；假如将这三个肢体连成一点作

19、为参考电极点,在心脏电活动过程中,这一点的电位并不正好为零；单极性导联法就是设置一个星形电阻网络,即在三个肢体电极（左手、右手、左脚）上各接入一个等值电阻（称为平稳电阻）,使三个肢端与心脏间的电阻数值相互接近,三个电阻的另一端接在一起,获得一个接近零值的电极电位端；称它为威尔逊中心点,如图1-1-11所示；正这样在每一个心动周期的每一瞬时,中心点的电位都为零；将放大器的负输入端接到中心点,输入端分别接到胸部某些特定点,这样获得的心电图就叫做单极胸导联心电图,如图 1-1-12 所示；单极性胸导联一般有六个,分别叫做 V1 V6；假如放大器的负输入端接中心点,正输入端分别接左上肢 L（1）右上肢

20、 R（1）左下肢 LL（或记为 F）,便构成单极性肢体导联的三种方式,记为 VR、VL、VF；用上述方法猎取的单极性胸导联心电信号是真实的,但所猎取的单极性肢体导联的心电信号由于电阻 R 的存在而减弱了,为了便于检测,对威尔逊电阻网络进行了改进,当记录某一肢体的单极导联心电波形时,将该肢体与中心点之间所接的平稳电阻断开,改进成增加电压幅度的导联形式,称为单极肢体加压导联,简称加压导联,分别记作 aVR、aVL、aVF；连接方式如图1-1-13 所示；单极肢体加压导联记录出来的心电图波幅比单极肢体导联增大 50% ,并不影响波形；名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 11 页精

21、选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 优秀资料（3 ）双极胸导联除了标准十二导联之外,仍有一种双极胸导联；双极胸导联心电图是测定人体胸部特定部 位与三个肢体之间的心电电位差,即探查电极放置于胸部六个特定点,参考电极分别接到三个肢体上；以 CR、CL、CF 表示； CR 为胸部与右手之间的心电电位差,CL 为胸部与左手之间的心电电位差, CF 为胸部与左脚之间的心电电位差,其组合原理由下式来表达：CRUcn UR CL Ucn ULCFUcn UF 其中 Ucn 为胸部电极V1V6 的心电电位；双极胸导联在临床诊断上应用较少,这种导联法的临床意义仍有待于医务工作者探究和研 究

22、；临床上常用的是单极胸导联；胸部电极安放位置如图 1-1-14 所示；心电图机的基本结构心电图机尽管型号各异,但模拟式心电图机都具有以下各基本部分,如图1-1-15所示,各基本部分的组成与作用如下；名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 优秀资料（一）输入电路输入电路由电极、导联线、滤波爱护电路、导联挑选器等部分组成；其作用是削减干扰、挑选导联,将人体各部分信号引到前置放大器；1、导联线（又称输入电缆）导联线又称输入电缆线；其作用是将电极板上获得的心电信号送到放大器的输入端；它通 常是一条十芯（也过五芯和七芯）

23、的带金属屏蔽网的绞合线；其中四条接肢体电极,六条接胸部 电极；对导联线的要求是线松软、接头处牢靠；屏蔽网的作用是防止外界电磁波的干扰；屏蔽网通常接地, 但也有的心电图机为了不降低输入阻抗而将其接自举驱动电路；使用时, 将全部电极 全部接在相应的位置上,通过导联转换开关可切换成各种导联；各导联线以不同颜色的标志来表示所接的部位；为了削减连接时发生错误,国际统一规定字母和 导线色标为：R-右臂（红）；L-左臂（黄）；F-左腿（绿）；RF-右腿（黑）2、导联挑选开关（又称导联挑选器）导联挑选开关又称导联挑选器；其作用是在不转变人体电极连接线的情形下,而转变各导联线和心电放大器之间的连接方法；用来记录

24、某一导联的心电图；早期的导联挑选器为机械式开关；现代心电图机的导联挑选器多用触摸开关和电子开关电路组合而成；3、滤波爱护等电路滤波爱护电路的作用是滤去不需要的高频信号,削减高频干扰；一般由 RC 低通滤波电路组成,使仅有几十Hz 的心电波信号通过；除了滤波爱护电路之外,现代心电图机的输入部分通常仍接有高压去颤爱护电路、缓冲放 大器、屏蔽驱动电路和电极脱离报警电路等；（二）心电放大电路这是心电图机的核心；其作用是将心电信号放大到能够推动记录器工作；它由前置放大器、电压放大器和功率放大器及其附属电路组成；名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 11 页精选学习资料 - - - -

25、- - - - - 名师精编 优秀资料1、前置放大器 前置放大器的作用一是把输入电路来的柔弱的（变化缓慢的）心电信号加以放大,同时又要有足够的抑制各种干扰信号的才能；这部分主要包括前置放大器、lmV 定标发生器、 时间常数电路等；心电图机接收到的心电信号的频率在0.2 100Hz 、电压在0.1 8mV 范畴；对这样的信号必需要用直流放大器和大的耦合电容的沟通放大器、复原成低频信号的方法进行放大；（）前置放大器或用调制在高频上进行高频放大然后再解调主要是要很好解决人机接口的问题；对其要求低噪声、高输入阻抗、高抗干扰才能、低零 点漂移及宽的线性工作范畴；依据以上要求,目前心电图机中几乎都采纳高输

26、入电阻、低噪声、高共模抑制比的场效应 管恒流源差分放大器；有的心电图机为了提高输入阻抗和较好的隔离作用,仍加入缓冲隔离级,它通常是一种高输入阻抗、低输出阻抗的射极输出器；（2 ）lmV 定标电路其作用是产生一个 lmV 的定标信号；为描记心电波作幅度定标,并检查、定标题放大器、记录器的工作状态（放大倍数、线性和时间常数等）；lmV 定标电路一般设计在前置放大器中；产生 lmV 定标的方法有两种,老式心电图机多标准电池和电阻分压得到；现代心电图机是用机内稳压电源分压得到；（3 ）时间常数电路它实际上是一级阻容耦合电路；常接在前置放大器与后一级的电压放大器之间；作用是隔 去前置放大器的直流电压和直

27、流极化电压、耦合心电信号； 为了保证心电信号不失真地耦合到下 一级,必需挑选合适的电阻 R 与电容 C；RC 数值的大小打算了时间常数电路的低频响应；RC 乘积越大,放大器的低频响应越好,但 RC 的取值不能无限制加大；由于 R 值受输入阻抗限制,C值太大不但体积大、漏电流增加仍会引起漂移；于 3.2 秒即能满意要求；2、电压放大器RC 太大,使充放电时间延长；时间常数通常大电压放大器的作用是将前置放大器放大后的心电信号进一步放大；它由直流电压放大器、增益调剂电路、基线调剂电路、封闭电路、双3、隔离电路T 型滤波电路及肌电干扰抑制电路等组成；隔离电路通常由光电耦合器组成；其作用是将与人体相接的

28、输入及前置级电路与后级（的地） 隔离,确保人身安全；4、驱动放大电路其作用是将电压放大器放大后送来的信号变换为大的电流和功率去推动记录器工作；对模 拟式心电图机来说,常采纳对称式互补射极输出器单端推挽电路；（三）心电记录器名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 优秀资料对模拟心电图机来说,心电记录器的作用是把心电信号转换成机械运动的装置；现在常用的心电记录器是直接描记动圈式记录器；记录器由记录器表头、描笔等组成； 放大后的心电信号,加到心电记录器的线圈上,去驱动记录器的转轴转动；转轴的转角随心电信号的大小而变

29、化,在转轴上固定着记录笔,笔也随之偏转,从而在记录纸上描出随时间变化的心电图曲线；热笔是记录器的一个重要部件,其外形、长度、重量与结构等参数必需完全符合所规定的要求,否就,将影响记录器的固有频响和灵敏度；热笔的笔杆和笔尖大都由金属制成；笔杆通常是个细不锈钢管,在其内部的前端装有加热电阻丝；电阻丝通常两条引线引出来；当电流通过加热电阻丝时,电阻丝发热使笔尖升温,从而在热敏纸上描记心电波形；有的热笔采纳“点状 ”半导体发热元件,优点是耗电省；热笔按其结构有“偏丝 ”式（即 “直热 ”式）热笔,管状热笔,“ 点状 ”接触热笔三种；数字式心电图机通常采纳点阵式热敏打印机；（四）电动机走纸电路它的作用是使记录纸按要求随时间作“匀速 ”运动,使记录下来的心电波形的时间呈线性；走纸电路包括走纸传动装置（通常是一个微型电动机）、走纸掌握电路和走纸机构三部分；心电图机的走纸速度一般有 25mm/s 和 50mm/s 两种,可以通过电路切换来实现；（五）电源电路心电图机的电源多为交、直两种供电方式；沟通采纳 220V 市电供电, 直流采纳干电池或蓄电池供电；此外,心电图机仍有充电及充电爱护电路,蓄电池过放电爱护电路、优先使用沟通供电电路以及在沟通供电中止时,自动转换为蓄电池供电电路、电池、 充电及电池电压指示电路等特别电路；名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 11 页